MIKROTUBULE: BUDOWA, FUNKCJE I ZNACZENIE KLINICZNE - BIOLOGIA - 2026

W mikrotubule są kształtowane struktury komórkowe, które odgrywają wsparcia klucz cylindrowe - podobne funkcje, ruchliwość komórek i podział komórek, między innymi. Te włókna są obecne w komórkach eukariotycznych.

Są puste i mają średnicę wewnętrzną rzędu 25 nm, natomiast średnica zewnętrzna 25 nm. Długość waha się od 200 nm do 25 µm. Są to struktury dość dynamiczne, o określonej biegunowości, zdolne do wzrostu i skracania.

Struktura i skład

Mikrotubule składają się z cząsteczek białka. Są wykonane z białka zwanego tubuliną.

Tubulina jest dimerem, jej dwa składniki to α-tubulina i β-tubulina. Wydrążony cylinder składa się z trzynastu łańcuchów tego dimeru.

Końce mikrotubuli nie są takie same. Oznacza to, że istnieje biegunowość włókien. Jedna skrajność jest znana jako plus (+), a druga jako minus (-).

Mikrotubula nie jest strukturą statyczną, włókna mogą szybko zmieniać rozmiar. Ten proces wzrostu lub skracania ma miejsce głównie w skrajnych przypadkach; Ten proces nazywa się samodzielnym montażem. Dynamizm mikrotubul umożliwia komórkom zwierzęcym zmianę ich kształtu.

Są wyjątki. Ta polaryzacja jest niewyraźna w mikrotubulach wewnątrz dendrytów, w neuronach.

Mikrotubule nie są równomiernie rozmieszczone we wszystkich formach komórek. Jego lokalizacja zależy głównie od rodzaju komórki i jej stanu. Na przykład u niektórych pierwotniaków pasożyty mikrotubule tworzą zbroję.

Podobnie, gdy komórka jest na granicy faz, włókna te są rozproszone w cytoplazmie. Kiedy komórka zaczyna się dzielić, mikrotubule zaczynają organizować się na wrzecionie mitotycznym.

cechy

Cytoszkielet

Cytoszkielet składa się z szeregu włókien, w tym mikrotubul, włókien pośrednich i mikrowłókien. Jak nazwa wskazuje, cytoszkielet odpowiada za wspieranie komórki, ruchliwość i regulację.

Mikrotubule łączą się ze specjalistycznymi białkami (MAP), aby spełniać swoje funkcje.

Cytoszkielet jest szczególnie ważny w komórkach zwierzęcych, ponieważ brakuje im ściany komórkowej.

Mobilność

Mikrotubule odgrywają podstawową rolę w funkcjach motorycznych. Służą jako rodzaj wskazówki, jak poruszać się białka związane z ruchem. Podobnie mikrotubule to drogi, a białka to samochody.

W szczególności kinezyny i dyneiny są białkami znajdującymi się w cytoplazmie. Białka te wiążą się z mikrotubulami, aby wykonywać ruchy i umożliwiać mobilizację materiałów w przestrzeni komórkowej.

Niosą pęcherzyki i przemieszczają się na duże odległości przez mikrotubule. Mogą również transportować towary, których nie ma w pęcherzykach.

Białka motoryczne mają swego rodzaju ramiona i poprzez zmiany kształtu tych cząsteczek można przeprowadzać ruch. Ten proces zależy od ATP.

Podział komórkowy

Jeśli chodzi o podział komórek, są one niezbędne do prawidłowego i równego rozmieszczenia chromosomów. Mikrotubule gromadzą się i tworzą wrzeciono mitotyczne.

Kiedy jądro się dzieli, mikrotubule przenoszą i oddzielają chromosomy do nowych jąder.

Rzęski i wici

Mikrotubule są powiązane ze strukturami komórkowymi umożliwiającymi ruch: rzęskami i wici.

Te wypustki mają kształt cienkich biczów i pozwalają komórce poruszać się w swoim otoczeniu. Mikrotubule sprzyjają gromadzeniu się tych rozszerzeń komórek.

Rzęski i wici mają identyczną strukturę; jednak rzęski są krótsze (od 10 do 25 mikronów) i zwykle pracują razem. Podczas ruchu przyłożona siła jest równoległa do membrany. Rzęski działają jak „łopatki”, które popychają komórkę.

W przeciwieństwie do tego wici są dłuższe (od 50 do 70 mikronów), a komórka ma zwykle jedną lub dwie. Przyłożona siła jest prostopadła do membrany.

Przekrój tych wypustek przedstawia układ 9 + 2. Ta nomenklatura odnosi się do obecności 9 par połączonych mikrotubul, które otaczają centralną, nieskondensowaną parę.

Funkcja motoryczna jest wytworem działania wyspecjalizowanych białek; dynein jest jednym z nich. Dzięki ATP białko może zmieniać swój kształt i umożliwiać ruch.

Setki organizmów wykorzystuje te struktury do poruszania się. Rzęski i wici są obecne m.in. w organizmach jednokomórkowych, plemnikach i małych zwierzętach wielokomórkowych. Ciało podstawowe jest organellą komórkową, z której pochodzą rzęski i wici.

Centrioles

Centriole są niezwykle podobne do ciał podstawowych. Te organelle są charakterystyczne dla komórek eukariotycznych, z wyjątkiem komórek roślinnych i niektórych protistów.

Struktury te mają kształt beczki. Jego średnica wynosi 150 nm, a długość 300-500 nm. Mikrotubule w centriolach są zorganizowane w trzy stopione włókna.

Centriole znajdują się w strukturze zwanej centrosomem. Każdy centrosom składa się z dwóch centrioli i bogatej w białko macierzy zwanej macierzą okołocentriolarną. W tym układzie centriole organizują mikrotubule.

Dokładna funkcja centrioli i podziałów komórkowych nie jest jeszcze szczegółowo poznana. W niektórych eksperymentach centriole zostały usunięte i wspomniana komórka jest zdolna do podziału bez większych niedogodności. Centriole są odpowiedzialne za tworzenie wrzeciona mitotycznego: tutaj chromosomy są łączone.

Rośliny

U roślin mikrotubule odgrywają dodatkową rolę w układaniu ścian komórkowych, pomagając w organizowaniu włókien celulozowych. Pomagają również w podziale i ekspansji komórek w roślinach.

Znaczenie kliniczne i leki

Komórki rakowe charakteryzują się wysoką aktywnością mitotyczną; w związku z tym znalezienie leków ukierunkowanych na tworzenie mikrotubul pomogłoby zatrzymać taki wzrost.

Istnieje wiele leków odpowiedzialnych za destabilizację mikrotubul. Kolcemid, kolchicyna, winkrystyna i winblastyna zapobiegają polimeryzacji mikrotubul.

Na przykład kolchicyna jest stosowana w leczeniu dny moczanowej. Pozostałe są stosowane w leczeniu nowotworów złośliwych.

Bibliografia

1. Audesirk, T., Audesirk, G. i Byers, BE (2003). Biologia: życie na ziemi. Edukacja Pearson.
2. Campbell, NA i Reece, JB (2007). Biologia. Panamerican Medical Ed.
3. Eynard, AR, Valentich, MA i Rovasio, RA (2008). Histologia i embriologia człowieka: podstawy komórkowe i molekularne. Panamerican Medical Ed.
4. Kierszenbaum, AL (2006). Histologia i biologia komórki. Druga edycja. Elsevier Mosby.
5. Rodak, BF (2005). Hematologia: podstawy i zastosowania kliniczne. Panamerican Medical Ed.
6. Sadava, D. i Purves, WH (2009). Życie: nauka biologii. Panamerican Medical Ed.